9337-30025-1-PB

8/17/2019 9337-30025-1-PB

1/6

– 100 – copyright@ DTE FT USU

STUDI KEANDALAN JARINGAN DISTRIBUSI 20 KV YANG

TERINTERKONEKSI DENGAN DISTRIBUTED

GENERATION

(STUDI KASUS: PENYULANG PM.6 PHOTO GARDU INDUKPEMATANGSIANTAR)

Rizky Kurniawan, Zulkarnaen PaneKonsentrasi Teknik Energi Listrik, Departemen Teknik Elektro

Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara (USU)

Jl. Almamater, Kampus USU Medan 20155 INDONESIAe-mail: [email protected]

Abstrak

Jaringan distribusi merupakan bagian sistem tenaga listrik yang terletak paling dekat dengan pelanggan. Distributed Generation (DG) yang terinterkoneksi pada jaringan distribusi memberikan dampak terhadap tingkat

keandalan jaringan distribusi. Tulisan ini membahas tentang keandalan jaringan distribusi 20 kV yang

terinterkoneksi DG dengan menggunakan metode section technique. Dimana DG yang terinterkoneksi

diasumsikan dapat beroperasi pada kondisi islanding . Dari pembahasan diperoleh perubahan lamanya pemadaman

sebesar 40,67 % setelah jaringan distribusi terinterkoneksi DG dengan frekuensi pemadaman yang tetap. Nilai

keandalan sebelum terinterkoneksi DG adalah SAIFI = 80,3419 kali/tahun dan SAIDI = 87,6505 jam/tahunsedangkan setelah terinterkoneksi DG adalah SAIFI = 80,3385 kali/tahun dan SAIDI = 52,0064 jam/tahun.

Kata kunci: Indeks keandalan, jaringan distribusi, metode section technique, distributed

generation

1. PendahuluanPada saat sekarang ini banyak dilakukan

pengembangan pembangkit tenaga listrik berkapasitas kecil yang letaknya dekat dengan pelanggan dan diinterkoneksi dengan jaringan

distribusi yang disebut Distributed Generation (DG). Hal ini disebabkan karena semakin

banyaknya permintaan akan kebutuhan tenagalistrik [1].

Terinterkoneksinya DG pada jaringan

distribusi membawa dampak terhadap tingkatkeandalan suatu jaringan distribusi, sehingga

hal ini perlu diketahui oleh pihak penyediatenaga listrik [2][3].

Pada referensi [4] digunakan metode section technique untuk menganalisa suatu jaringan distribusi yang tidak terinterkoneksi

dengan DG. Pada tulisan ini, penulismenggunakan metode section technique untuk

menganalisa suatu jaringan distribusi yangterinterkoneksi dengan DG.

2. Jaringan DistribusiJaringan distribusi merupakan salah satu

bagian dari sistem tenaga listrik yang berfungsi

untuk menyalurkan tenaga listrik dari garduinduk ke pelanggan. Jaringan distribusi

merupakan bagian sistem tenaga listrik yangterletak paling dekat dengan pelanggan dan

memiliki intensitas gangguan yang lebih banyak dari bagian sistem tenaga yang lain [5].

2.1 Distributed Generation Distributed Generation (DG) merupakan

pembangkit tenaga listrik berkapasitas kecilyang diinterkoneksikan dengan jaringandistribusi yang letaknya tersebar dekat dengan pelanggan [2].

2.2 Keandalan Jaringan DistribusiJaringan distribusi merupakan bagian

sistem tenaga listrik yang memiliki intensitasgangguan yang lebih banyak dari bagian sistemtenaga yang lain[5]. Terinterkoneksinya DG pada jaringan distribusi membawa dampakterhadap tingkat keandalan suatu jaringandistribusi [3]. Sehingga perlu dilakukan perhitungan terhadap perubahan tingkatkeandalan yang terjadi pada jaringan distribusiyang terinterkoneksi DG.

2.2.1 Indeks keandalan jaringan distribusiIndeks keandalan jaringan distribusi

merupakan suatu parameter yang digunakan

8/17/2019 9337-30025-1-PB

2/6

SINGUDA ENSIKOM VOL.11 NO.31/JUNI 2015


untuk mengetahui besarnya tingkat keandalansuatu jaringan distribusi.

a. System Average Interruption Frequency Index (SAIFI); Menunjukkan frekuensi pemadaman yang terjadi per pelanggan

pada sistem.

=∑

∑

Dimana: = Frekuensi kegagalan peralatan = Jumlah pelanggan

b. System Average Interruption Duration Index (SAIDI); Menunjukkan durasi pemadaman yang terjadi per pelanggan pada sistem.

=

∑

∑ (2)

Dimana: = Waktu perbaikan peralatan

c. Customer Average Interruption Duration Index (CAIDI); Menunjukkan durasi pemadaman yang terjadi per pelanggan danmenginformasikan waktu penormalangangguan.

=

(3)

d. Average Service Availability Index (ASAI);

Menunjukkan ketersediaan tenaga listrik. =

∑ ∑

∑ (4)

e. Average Service Unavailability Index

(ASUI); Menunjukkan ketidaktersediaantenaga listrik.

= ∑

∑ (5)

2.2.2. Metode section technique

Perhitungan nilai keandalan dengan

metode section technique dilakukan denganmembagi jaringan distribusi menjadi beberapa section. Kemudian mencari efek kegagalansetiap peralatan terhadap semua pelanggan pada jaringan distribusi. Untuk mendapatkanindeks keandalan jaringan distribusi, dilakukan perhitungan terhadap indeks keandalan setiap

pelanggan.

a. Frekuensi kegagalan ()

= ∑ (6)

Dimana: = Peralatan

= Frekuensi kegagalan peralatan

b. Waktu perbaikan ()

= ∑ = ∑ (7)

Dimana: = Waktu perbaikan peralatan

3. Metode PenelitianPembahasan dilakukan dalam beberapa

tahapan, yaitu:

1. Pengambilan DataPengambilan data dilakukan pada PT.

PLN (Persero) Wilayah Sumatera UtaraArea Pematangsiantar dan PT. BersaudaraSimalungun Energi.

2.

PerhitunganPerhitungan dilakukan dalam beberapa

tahapan, yaitu:a. Membagi jaringan distribusi menjadi

beberapa section. b. Mencari efek kegagalan setiap

peralatan pada setiap section.c. Menghitung indeks keandalan setiap

beban.d. Menghitung indeks keandalan jaringan

distribusi.

3.

AnalisaMembandingkan hasil perhitungan

indeks keandalan jaringan distribusisebelum terinterkoneksi DG dan setelah

terinterkoneksi DG.

4. Hasil dan PembahasanStudi keandalan dilakukan pada jaringan

distribusi penyulang PM.6 Photo GIPematangsiantar yang terinterkoneksi dengan

PLTmH Tonduhan dan PLTM Aek Silau 2.

Total pelanggan pada penyulang PM.6 Photo sebanyak 38.232 pelanggan. Pada tulisan ini,DG yang terinterkoneksi diasumsikan dapat beroperasi pada kondisi islanding .

Perhitungan indeks keandalan pada jaringan menggunakan metode sectiontechnique. Untuk menghitung indeks keandalan pada jaringan distribusi digunakan indekskeandalan peralatan berdasarkan pada Tabel 1.

8/17/2019 9337-30025-1-PB

3/6



Tabel 1. Indeks Keandalan Peralatan

Peralatan

Frekuensi

kegagalan

(λ)

(Unit/tahun)

(km/tahun)

Waktu

perbaikan

(r)(jam)

Waktu

switching

(rs)(jam)

Recloser 0,005 10 0,25LBS 0,004 10 0,25

Trafo 0,005 10 -

Saluran 0,2 3 0,15

1.1 Perhitungan Indeks Keandalan SebelumTerinterkoneksi DG

Perhitungan indeks keandalan jaringandistribusi dilakukan dengan membagi jaringandistribusi menjadi 4 section.

a. Section 1

Indeks keandalan section 1 diperolehdengan mencari efek kegagalan setiap peralatan pada section 1 terhadap setiap beban berdasarkan Gambar 1. Dengan mengetahuiefek kegagalan dari setiap peralatan maka dapat

dicari frekuensi kegagalan dan waktu perbaikansetiap beban dengan menggunakan Persamaan

(6) dan Persamaan (7).

Gambar 1. Jaringan Section 1

Untuk memahami perhitungan frekuensikegagalan dan waktu perbaikan dari suatu beban digunakan beban MR.11 sebagai contoh.Hasil perhitungan MR.11 ditampilkan padaTabel 2. dan Tabel 3.

Tabel 2. Frekuensi Kegagalan MR.11

Peralatan Saluran

LBS.1 0,004 - 0,004

LBS.2 0,004 - 0,004

LBS.2 0,004 - 0,004

LBS.3 0,004 - 0,004T1 0,005 - 0,005

L1 0,2 0,739 0,1478

L2 0,2 0,739 0,1478

L3 0,2 0,739 0,1478

L4 0,2 0,739 0,1478

L5 0,2 0,874 0,1748

L6 0,2 0,739 0,1478

L7 0,2 0,739 0,1478

L8 0,2 0,739 0,1478

L9 0,2 0,739 0,1478

L10 0,2 0,739 0,1478

L11 0,2 0,739 0,1478

L12 0,2 0,874 0,1748

L13 0,2 0,874 0,1748

L14 0,2 0,874 0,1748

L15 0,2 0,874 0,1748

L16 0,2 0,874 0,1748

L17 0,2 0,874 0,1748

L18 0,2 0,874 0,1748

L19 0,2 0,874 0,1748

L20 0,2 0,739 0,1478

L21 0,2 0,874 0,1748

L22 0,2 0,874 0,1748L23 0,2 0,739 0,1478

Total 3,7174

Tabel 2. menunjukkan perhitunganfrekuensi kegagalan setiap peralatan yangmemberikan pengaruh kegagalan terhadap beban MR.11. Dari Tabel 2. terlihat besarfrekuensi kegagalan pada beban MR.11 adalah3,7174 kali/tahun.

Tabel 3. Waktu Perbaikan MR.11

Peralatan LBS.1 0,004 10 0,25 0,04

LBS.2 0,004 10 0,25 0,04

LBS.2 0,004 10 0,25 0,001

LBS.3 0,004 10 0,25 0,001

T1 0,005 10 ----- 0,05

L1 0,1478 3 0,15 0,4434

L2 0,1478 3 0,15 0,4434

L3 0,1478 3 0,15 0,4434

L4 0,1478 3 0,15 0,4434

L5 0,1748 3 0,15 0,5244

L6 0,1478 3 0,15 0,4434

L7 0,1478 3 0,15 0,02217

L8 0,1478 3 0,15 0,02217

8/17/2019 9337-30025-1-PB

4/6



(Lanjutan) Tabel 3. Waktu Perbaikan MR.11

L9 0,1478 3 0,15 0,02217

L10 0,1478 3 0,15 0,02217

L11 0,1478 3 0,15 0,02217

L12 0,1748 3 0,15 0,02622

L13 0,1748 3 0,15 0,02622

L14 0,1748 3 0,15 0,02622L15 0,1748 3 0,15 0,02622

L16 0,1748 3 0,15 0,02622

L17 0,1748 3 0,15 0,02622

L18 0,1748 3 0,15 0,02622

L19 0,1748 3 0,15 0,02622

L20 0,1478 3 0,15 0,02217

L21 0,1748 3 0,15 0,02622

L22 0,1748 3 0,15 0,02622

L23 0,1478 3 0,15 0,02217

Total 3,2908

Tabel 3. menunjukkan perhitungan waktu perbaikan setiap peralatan yang memberikan pengaruh kegagalan terhadap beban MR.11.Dari Tabel 3. terlihat besar waktu perbaikan pada beban MR.11 adalah 3,2908 jam/tahun.

Cara yang sama dilakukan untuk mencarifrekuensi kegagalan dan waktu perbaikan setiap beban berdasarkan efek kegagalan peralatan pada section 1.

Perhitungan indeks keandalan section 1dilakukan dengan menggunakan Persamaan (1)sampai dengan Persamaan (5). Hasil dari perhitungan indeks keandalan section 1ditampilkan pada Tabel 4.

Tabel 4. Indeks Keandalan Section 1

SAIFI SAIDI CAIDI ASAI ASUI

3,7135 5,2193 1,4055 0,9994 0,0006


b. Section 2

Perhitungan indeks keandalan section 2

dilakukan dengan cara yang sama seperti pada section 1 dengan menggunakan Gambar 2.

Hasil perhitungan indeks keandalan section 2ditampilkan pada Tabel 5.



33,9779 55,7777 1,6416 0,9936 0,0064

c. Section 3

Perhitungan indeks keandalan section 3

dilakukan dengan cara yang sama seperti pada section 1 dengan menggunakan Gambar 3.

Hasil perhitungan indeks keandalan section 3ditampilkan pada Tabel 6.



28,5314 18,9990 0,6659 0,9978 0,0022

8/17/2019 9337-30025-1-PB

5/6





d. Section 4Perhitungan indeks keandalan section 4

dilakukan dengan cara yang sama seperti pada section 1 dengan menggunakan Gambar 4. Hasil perhitungan indeks keandalan section 4ditampilkan pada Tabel 7.Tabel 7. Indeks Keandalan Section 4


14,1191 7,6545 0,5421 0,9991 0,0009

e. Jaringan Distribusi

Dengan mengetahui indeks keandalan setiap

section, maka dapat diperoleh indeks keandalan penyulang sebelum terinterkoneksi DG seperti

yang ditampilkan pada Tabel 8.

Tabel 8. Indeks Keandalan Penyulang Sebelum

Terinterkoneksi DG

SAIFI SAIDI CAIDI ASAI ASUI80,3419 87,6505 1,0910 0,9900 0,0100

8/17/2019 9337-30025-1-PB

6/6



1.2 Perhitungan Indeks Keandalan SetelahTerinterkoneksi DG

Perhitungan indeks keandalan penyulangsetelah terinterkoneksi DG menggunakan carayang sama seperti pada bagian 4.1. Hasil

perhitungan indeks keandalan setiap section dan penyulang setelah terinterkoneksi DGditampilkan pada Tabel 9. sampai Tabel 13.



3,7136 0,9262 0,2494 0,9999 0,0001



33,9744 24,4267 0,7190 0,9972 0,0028


SAIFI SAIDI CAIDI ASAI ASUI28,5314 18,9990 0,6659 0,9978 0,0022



14,1191 7,6545 0,5421 0,9991 0,0009

Tabel 13. Indeks Keandalan Penyulang Setelah

Terinterkoneksi DG


80,3385 52,0064 0,6473 0,9941 0,0059

4.3 Perbandingan Hasil Perhitungan Keandalan

Perbandingan hasil perhitungan indekskeandalan penyulang PM.6 Photo ditampilkan pada Tabel 14. Dimana terlihat persentase perubahan terhadap lama waktu perbaikan pada penyulang PM.6 Photo sebesar 40,67 % setelahterinterkoneksi DG dengan frekuensi kegagalanyang sama.

Tabel 14. Perbandingan HasilPenyulang SAIFI SAIDI CAIDI ASAI ASUI

Tanpa

DG80,3419 87,6505 1,0910 0,9900 0,0100

DenganDG 80,3385 52,0064 0,6473 0,9941 0,0059

Persentase perubahan

0 % 40,67 % 40,66 % 0,41 % 40,67 %

2. KesimpulanBerdasarkan perhitungan yang telah

dilakukan dapat disimpulkan:

2. Indeks keandalan penyulang PM.6 sebelumterinterkoneksi DG adalah SAIFI =80,3419 kali/tahun, SAIDI = 87,6505 jam/tahun, CAIDI = 1,0910 jam/tahun,ASAI = 0,9900, ASUI = 0,0100.

3. Indeks keandalan penyulang PM.6 setelahterinterkoneksi DG adalah SAIFI =80,3385 kali/tahun, SAIDI = 52,0064 jam/taun, CAIDI = 0,6473 jam/tahun,ASAI = 0,9941, ASUI = 0,0059.

4.

Interkoneksi DG pada jaringan distribusi20 kV penyulang PM.6 GI Pematangsiantarmembawa dampak positif terhadap tingkatkeandalan penyulang PM.6 dengan persentase perubahan durasi pemadamansebesar 40,67 %.

6. Daftar Pustaka

[1] Rahmat, Gheschik Safiur, "Evaluasi

Indeks Keandalan Sistem JaringanDistribusi 20 KV di SurabayaMenggunakan Loop Restoration

Scheme," JURNAL TEKNIK POMITS ,vol. 2, No. 2, pp. B-142 s.d B-147,2013.

[2] Dugan, Roger C., Mark F.McGranaghan, Surya Santoso, and H.

Wayne Beaty, Electrical PowerSystems Quality, 2nd ed.: McGraw-Hill, 2004.

[3] Yuqin Xu and Yingchao Wu,"Reliability Evaluation for DistributionSystem with Distributed Generators,"in Critical Infrastructure (CRIS), 20105th International Conference on,vol.,no.,pp.1,5, Beijing, 20-22 Sept.2010.

[4] Wicaksono, Henki Projo, "AnalisisKeandalan Sistem DistribusiMenggunakan Program Analisis

Kelistrikan Transien dan MetodeSection Technique," JURNALTEKNIK ITS, vol. 1, No.1, pp. B-153 -B-158, Sept. 2012

[5] Marsudi, Djiteng, Operasi Sistem

Tenaga Listrik, 2nd ed. Yogyakarta:Graha Ilmu, 2006

Documents

9337-30025-1-PB